基于虚拟仪器技术的铁路信号试验车自动测试系统研究（可编辑）.doc

基于虚拟仪器技术的铁路信号试验车自动测试系统研究(可编辑)基于虚拟仪器技术的铁路信号试验车自动测试系统研究北京交通大学硕士学位论文基于虚拟仪器技术的铁路信号试验车自动测试系统研究姓名:刘保生申请学位级别:硕士专业:交通信息工程及控制指导教师:赵会兵20061201丞窑墟去堂亟?堂僮盆塞生童埴垩中文摘要铁路电务部门的定期检修普遍采用电务信号试验车。电务信号试验车是一套专用于轨道电路和机车信号测试的车载测试系统。随着国内铁路的快速发展,对铁路信号测试的测试精度,测试功能以及可扩展性要求越来越高,现有信号测试系统的测试手段和测试方法很难满足现场的需求,迫切需要进行改进,以满足当前日益发展的铁路信号技术要求。本文针对当前国内铁路信号电务试验车测试系统存在的不足及缺陷,在测试方案和测试算法方面进行了深入研究。首先对铁路信号试验车的历史及现状进行了回顾,分析了目前信号试验车测试系统的不足;然后,进行了铁路信号测试需求分析,确定了系统测试功能及总体结构;对系统的硬件设计和软件设计进行了详细描述,并对现场测试结果进行了举证和深入分析,结尾作出结论及展望。本论文的创新点在于:采用模块化设计方法,应用先进的虚拟仪器技术,解决了系统可扩展性问题。’提出了基于频谱细化及频谱校正的轨道信号分析方法,提高了系统测试的精度和实时性。提出了带有里程自动校正功能的列车定位方法,提出了基于谐振原理的补偿电容在线测试方法。研究结果及现场测试数据表明:与传统的测试方法相比,电务试验车自动测试系统具有测试功能强、测试精度高、测量速度快、人机界面优异、可扩展性好等优点,该系统能够满足现场测试需要。关键词:信号试验车自动测试系统虚拟仪器频谱校正:『.印卸埠?叫?,埘锄啪’卸伽.?“??均争,眦锄,柚岱.,鲈咖丘如锚酉卸,.,柚;甜?船辄卸曲,印缸.;’.皿勰:?锄印柚蚰.?’,.觚鹞伽邝伊.?“佗轴锄:髂“.锄?脚,,卸锄,锄伽馐删鹞??,锄,血.,帆:锄,印删??伽,咖致谢本论文的工作是在我的导师赵会兵教授的悉心指导下完成的,赵会兵教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来赵会兵老师对我的关心和指导。赵会兵教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作,在学****上和生活上都给予了我很大的关心和帮助,在此向赵会兵老师表示衷心的谢意。赵会兵教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见,在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间,李彦华、曹源等同学对我论文中的信号分析算法研究工作给予了热情帮助,在此向他们表达我的感激之情。另外也感谢我的家人,他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。北墓蛮道太堂亟?。电务试验车是~套专用于轨道电路和机车信号测试的车载测试系统。测试时,试验车挂在机车后面,由机车牵引,可以动态检查信号显示、轨道电路电气特性和机车信号设各运用状态,记录轨道电路以及机车信号设备的故障,为电务人员及时查找维修提供有力依据。目前,试验车的发展,经历了分立元件测试系统阶段,单片机测试系统阶段和微机化测试系统阶段。分立元件系统具有一定的测试功能,但是体积笨重,受当时条件及水平的限制,利用机车信号设备移频、交流计数、极频加上一些开关、表头,简单的组成了分散仪表式测试系统。分立元件系统显示和记录数据十分不便,且离不开人的操作,而且由于器件较多,日常检修和更换十分不便。分立元件由于器件的计算能力限制,无法应用复杂且完备的计算来得到精确的测试结果。单片机测试系统以单片机做智能管理,以描笔记录仪为核心,能满足四显示检测要求的综合检测系统。系统在郑武四显示以及广深准高速铁路的开通调试中都起到了重要作用。其优点是:描笔记录仪的引进从根本上改变了检测方式;动态描绘出轨道电路传输特性十分实用。但也有其缺点:需要人工写站名定位,夜间效果不好;描笔记录仪操作繁琐,劳动强度较大;牵引电流干扰不能检测;不能进行数字化的信息记录和查询;测试与管理分离。随着技术和电子技术的发展,出现了专用的微机化自动测试系统。这种系统以芯片为核心,配合自制的信号采集调理电路,组成各种测试板卡,同时用工控机代替了描笔记录仪,工控机按照一定的通信协议通过串口对测试板卡进行操作,实现控制数据采集,微机化自动测试系统在测试结果显示以及自动存储功能上较分立系统有较大发展。但是,系统的硬件完全自定义,一旦出现错误,整个软件和硬件都要作变动,研发周期过长;同时,由于自制的硬件是非标准配件,稳定性不高,与其他设备互连的能力很差,而且存在软硬件兼容性闯题和与操作系统的不兼容问题。这种系统的接口和模块都不是符合国际标准的,通用性不好,不利于推广应用。专用自动测试系统阶段,可以采用技术来编写较复杂